准晶的弹性,塑性与位错

本文较系统地综述了适合准晶的线弹性理论，准品位错的基本理论和实验鉴定，准晶位错的弹性理论，以及准晶高温塑性形变的微观机制。     

准晶的对称性和物理性质

本文较系统地论述了准晶的对称性和物理性质,内容涉及准晶的对称性与点群,群的表示理论与准晶的弹性性质,准晶的平衡性质热力学与物理性质张量等诸多方面,其中也包含了本研究小组近年来在这方面的工作和所取得的重要成果     

准晶的对称性和物理性质

本文较系统地论述了准晶的对称性和物理性质，内容涉及准晶的对称性与点群，群的表示理论与准晶的弹性性质，准晶的平衡性质热力学与物理性质张量等诸多方面，其中也包含了本研究小组近年来在这方面的工作和所取得的重要成果     

Ti-Zr-Ni单相准晶合金的室温力学性能研究

以Ti40₄₀Zr40₄₀Ni20₂₀合金为研究对象，用铜 模吸铸法制备出直径为3mm的致密单相准晶棒，通过维氏显微硬度测定和单向压缩实验方 法研究了该合金的室温力学性能 .结果表明：Ti40₄₀Zr40₄₀Ni20₂₀准晶具有良好 的弹性变形能力，室温弹性应 变可达125%.同时，它具有相对高的室温硬度（约55GPa），是普通Ti合金的15倍.T i40_{40 关键词： 准晶 Ti-Zr-Ni合金 解理断裂}     

单棱镜共光路干涉法制作多结构二维光子准晶

提出一种共路干涉装置用于复杂结构亚微米尺度光子准晶的大面积制作.改变样品旋转角度和曝光次数,设计多种不同旋转对称性的准晶结构,并给出相应的衍射模式以证明其多重旋转对称性.利用该装置可以制作任意复杂结构、任意旋转对称度的准晶结构.同时,分析了旋转轴和旋转角存在偏差时对准晶结构的影响.另外,采用该装置实验制作了十重准晶结构,并用原子力显微镜和衍射测量表征该准晶的长程指向性和十重旋转对称性,实验结果表明:十重晶格结构的直径为1.2μm,最小结构单元尺寸为377nm,与理论设计尺寸1.25μm和392.5nm相比,误差为4%.理论设计和实验结果一致性很好,对研究以光子带隙为基础的纳米光子学器件具有重要的指导意义.     

孪晶对Be材料冲击加-卸载动力学影响的数值模拟研究

在高压、高应变率加载条件下,孪晶变形对材料的塑性变形具有重要的贡献,而目前孪晶对金属材料的动态屈服强度、冲击响应等的影响还没有被充分揭示.为此,本文考虑孪晶变形和晶粒碎化,针对铍(Be)材料在高应变率加载下的动态力学响应发展了含孪晶的热弹-黏塑性晶体塑性模型.经过和实验结果的对比,发现该模型可以更准确地预测Be材料在动态加载下,尤其是高压动态加载下的屈服强度.进一步,基于该塑性模型研究了Be材料在冲击加载下的准弹性卸载行为,结果表明剪切波速随着压力和剪应变的变化而发生变化是材料产生准弹性卸载现象的主要原因.此外,研究了冲击波卸载过程中Be材料孪晶的演化过程,发现Be材料卸载过程中也伴随着孪晶的产生.     

大尺寸单元自组装准晶研究评述

不同于传统的晶体,准晶由非单一的结构单元以一种非重复的方式铺满空间而构成.准晶的形成依赖于短程序和长程序之间微妙的协同,因此准晶常常只在很窄的参数窗口内能得到.近年来,人们利用纳米以至微米级的结构单元,通过溶液中自组装或者在模板上生长,成功地获得了多种大尺寸结构单元的准晶结构.近年的研究还发现,在自然界的矿物中和中世纪伊斯兰建筑装饰上都能找到准晶结构.对准晶结构的多角度、多学科探索,有助于实现准晶的人工设计和生长.     

准晶的发现

准晶是20世纪80年代发现的有着广泛应用前途的新材料.它的问世,拓宽了物理学、材料科学和数学的研究领域,更新了对固体特别是晶体的认识.本文记叙了准晶发现的历史过程;论述了准晶发现的科学意义;扼要地介绍了准晶的发现者Dan Shechtman教授.     

具有二重对称轴的弹性各向异性晶体的范性问题

本文首先说明晶体的弹性性质对其范性性质的重要作用,然后利用富氏变换方法推导出具有二重对称轴的晶体内由于集中作用力和位错所引起的应力分布。最后,利用本文中的公式讨论了Zn晶体的孪晶问题,指出孪晶的晶体可以使弹性能降低约35％左右。这就更进一步的证明了A.B.斯捷潘诺夫认为晶体的孪晶是由于弹性稳定性丧失的理论。     

准晶切割投影图的计算与图示

基于准晶结构的投影描述法，发展了一种准晶的切割投影图的计算方法，并将这种方法用于十次准晶。首先用计算机计算了完整十次准晶平行于准周期平面的切割投影图，然后对沿周期方向有无限长直位错的十次准晶，分别计算了仅引入相位子应变和同时引入相位子、声子应变的平行于准周期平面的切割投影图。     

用光学全息方法制作准晶光子晶体

理论分析表明,用5束相干光干涉可以制作10重对称的准晶光子晶体.实验中,为了简化光路,利用5个光栅对一束平行光进行衍射,通过控制5个光栅的分布及光栅常数,进而得到制作10重对称准晶所需的5个光束偏转角度.实验结果与计算结果完全相符.     

弹性波通过一维复合材料系统的透射性质

提出了不同结构的一维弹性波复合材料系统模型,包括一维周期结构声子晶体、标准Fibonacci准周期结构声子晶体、广义Fibonacci准周期结构声子晶体以及完全无序结构的复合材料系统. 采用模式匹配理论法,数值计算了弹性波通过一维复合材料系统的透射系数. 计算结果表明,利用特殊的准周期结构声子晶体可获得比周期结构声子晶体更宽的带隙范围,准周期结构排列的复合材料系统相当于在周期结构中引入了缺陷体一样,带隙内出现了丰富的局域模式. 对弹性波/声波在复合材料系统中局域态性质的研究有助于弹性波/声波滤波器、导波器 关键词： 弹性波复合材料 局域化     

十次对称准晶的光电导率

讨论了十次对称准晶的光电导率，推导了十次对称准晶在周期方向和准周期平面不同的光电导率的计算公式，并以此计算了十次对称准晶Al₆₅Co₁₇Cu₁₈的光电导率，得到了与实验值相当符合的结果. 关键词： 准晶 光电导率     

一维准晶的振动性质

木本简单介绍了准晶的概念和一维Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ准晶的结构，研究了一维准昂链所特有的Ｃａｎｔｏｒ－ｌｉｋｅ积分振动态密度．在准晶的振动本征态中，除了低频区的扩展态和禁带中的局域态外，还有一种以在周期及无序结构中都没有的临界态．文章还讨论了在准晶中引入掺杂和错位等无序后对准晶原子链振动的影响．以上的研究为一种人工准晶体─—准晶超晶格的振动研究提供了理想的模型．     

用EXAFS测定准晶Al-Mn合金中Mn原子的近邻结构

测定了晶态Al₆Mn,准晶Al₄Mn和准晶Al₆Mn的Mn原子K吸收EXAFS谱(包括Mn原子K的近限吸收谱)。研究了准晶Al₄Mn和准晶Al₆Mn中Mn原子周围的第一近邻结构,讨论了Mn原子周围第一近邻Al原子的分布特征。在准晶Al₆Mn和准晶Al₄Mn中,Al-Mn间原子平均距离约为2.52?,小于晶态中Al-Mn间平均距离,围绕Mn原子的配位数约为 关键词：     

十二重准晶中的方向缺陷

采用多重散射的方法研究了十二重准晶中的缺陷模,发现在十二重准晶中存在方向缺陷,且当缺陷组合围绕对称中心旋转时,在保持原有缺陷模的基础上,出现了新的缺陷模. 关键词： 准晶 缺陷 带隙     

二维八重准晶有机光子晶体平板的光学传播特性

采用时域有限差分法研究了二维八重准晶有机光子晶体的光传输特性,重点分析了光束在聚苯乙烯空气柱平板结构和聚苯乙烯介质柱结构中的透射特性与光局域特性。研究结果表明,即使在低折射率对比度的情况下,两种完整八重准晶平板结构中均出现了可见光波段的光子带隙和本征模,且光子带隙中心位置随着平板厚度的增大而红移。当在两种准晶结构中引入缺陷微腔时,带隙内的缺陷模产生位置和波长红移特性随着微腔结构的变化规律明显不同,这种差异性是由两种物理机制(即光子晶体缺陷能级变化与微腔所支持的驻波条件)共同作用的结果。这一研究结果将为实验制备有机准晶发光器件提供一定的理论基础。     

准周期光子晶体平板透镜的光会聚

提出了一种能够实现负折射的准周期光子晶体(QPC).该准晶光子晶体具有十二重对称性,由介质背景下空气孔的准周期阵列组成.用时域有限差分方法研究了电磁波通过该十二重准品后的传播行为.对劈形准品样品的研究表明,电磁波在该准晶结构中发生了负折射现象.进一步利用该准晶制成平行平板,研究了平板的表面截面对电磁波传播的影响.发现改变平板的表面截面,可以调节电磁场在板后的分布.在合适的界面条件下,准晶平板对电磁波实现了会聚.因此,在实际应用中应仔细选择适当的界面参数.     

我国准晶研究成果居世界前列

准晶研究是目前凝聚态物理研究中的一个热门课题.由于准晶的发现与最古老最基本的晶体学定理相违背,故很快引起了科学界的强烈反响,并吸引了许多科学家为之潜心探究.自美国国家标准局的一个研究小组在 1984年 11月 12日出版的“Phys.Rev Lett.”上报道他们发现准晶的首篇论文至今,全世界共约发表了两千篇准晶研究论文.我们选用世界上摘报物理学文献最权威的检索工具——英国出版的《物理文摘》作为调查源,从质和量两个方面对1987年至1991年6月共四年半中摘报的全部准晶文献情报成果进行了较全面的计量研究,结果表明,我国在准晶研究方面取…     

晶体几何系列之三 准晶是高维晶体投影的证明

晶体中原子的排列具有平移对称性,平移对称性限制了晶体只有n=1,2,3,4,6次转动对称。发现有8-次,10-次,12-次转动对称的准晶。准晶结构是高维晶体结构的投影。晶体和准晶的定义统一于点状衍射花样。